TWI783397B - 工具機 - Google Patents

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優根 羅德斯
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德商P&L有限責任兩合公司
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Abstract

本發明涉及一種工具機,包括一Z軸滑動件(2)、一機器主體(10)、一加工台(3)、一夾持設備(31)、一第一驅動裝置(5)、一支持構件(4)、一三軸線性運動系統以及一第二驅動裝置(6)。Z軸滑動件(2)包含一主轉軸(20),以供一加工工具(21)圍繞一轉軸軸線(23)旋轉。Z軸滑動件(2)設置於機器主體(10)上。加工台(3)具有一加工平面(30)。夾持設備(31)用於夾持一工件(7)。第一驅動裝置(5)設置在一外罩(34)中,用於旋轉加工台(3)的夾持設備(31),以繞一旋轉軸線(B)旋轉。支持構件(4)設置在一轉動軸線外罩(35)上,上面設置加工台(3),其中支持構件(4)是一懸臂,其一端為鉸接連接,且基本上形成為L形。三軸線性運動系統具有一第一線性軸線Y、一第二線性軸線Z和一第三線性軸線X,以容許包含主轉軸(20)的Z軸滑動件(2)以及加工台(3)之間的相對運動。第二驅動裝置(6)用於使支持構件(4)和加工台(3)繞著轉動軸線(A)轉動。支持構件(4)包括一第一分段(41)和一第二分段(42),且加工台(3)與外罩(34)設置在第一分段(41)的一自由端上,使得支持構件(4)和外罩(34)基本上形成U形單元,在第二分段(42)和外罩(34)之間留出一中間空間(8),在其中夾持在夾持設備(31)上的複曲面工件(7)可藉由第一驅動裝置(5)突出且與繞著旋轉軸線(B)旋轉。

Description

工具機
本發明提供一種工具機,特別是用於複曲面(toric)工件的全方位加工的工具機。
從現有技術中,已知各種設計的工具機。其中五軸機床常用於複曲面工件的多面銑削。由於需要高品質表面,例如用於飛機渦輪機,流線形構件的加工一直是最具挑戰性的。例如葉片環(BLINGS)之類的封閉流線形構件的加工係特別困難。葉片的流線區域必須從正反兩側加工。為此目的,需要在一側加工後將工件反轉並重新夾持。當進行第二側的加工時,微小的夾固誤差即可導致工件發生變形等,而在加工流線區域時,可導致在第一次夾持時加工的區域形成跟部(heel formation)。
因此,本發明所提供的工具機,能夠特別是藉由單次夾持操作,就可進行複曲面工件的加工。本發明的工具機並具有簡單的結構,易於製造且價格便宜。
本發明的目的可藉由具有請求項1的特徵的工具機來達成,在附屬請求項中也敘述了本發明的其他較佳實施例。
因此,根據本發明之具有請求項1的特徵的工具機的優點包含:可藉由單次夾持操作來進行工件的完全加工。因此,工具機特別適合於加工複曲面工件,例如燃氣輪機的流線形構件(例如葉片環)。工具機包括一Z軸滑動件(Z-slide),Z軸滑動件上包含一主轉軸(Main spindle),用於容置繞著轉軸軸線旋轉的一工具持座(Tool holder)以及夾持在其中的一加工工具(例如一銑刀)。更,工具機包括機器主體,其上設置有Z軸滑動件。此外,工具機的加工台包括加工平面、用於夾持一工件的一夾持設備、以及設置在一外罩(housing)中的一第一驅動裝置。第一驅動裝置為用於將加工台的夾持設備繞一旋轉軸線產生旋轉。此外,工具機包括一支持構件,支持構件設置在機器主體的轉動軸線外罩上。在此,加工台係設置在支持構件上。支持構件包括一側鉸接的懸臂,基本上形成為L形。此外,本發明還提供了具有第一線性軸線、第二線性軸線和第三線性軸線的三軸線性運動系統,以執行Z軸滑動件和加工台之間的相對運動。此外,本發明提供了一第二驅動裝置,可用於將支持構件(包含加工台)繞著轉動軸線轉動。如此,加工台上的夾持設備可繞兩個不同的軸線旋轉,這兩個軸線分別為第一驅動裝置驅動的旋轉軸線、以及第二驅動裝置驅動的轉動軸線。
此外,L形的支持構件具有第一分段和第二分段。帶有外罩的加工台設置在第一分段的自由端上,使支持構件和加工台的外罩形成一基本為U形的單元。在第二分段(設置於轉動軸線外罩上)和加工台的外罩之間提供了一中間空間。中間空間可作為一工件容置區域,以容置工件的一部分。因此,工件的部分突出至中間空間中,並位於加工台和支持構件的第二分段之間。安裝在主轉軸中的加工工具可移動到中間空間中,以在中間空間中進行工件加工。較佳地,也可以將主轉軸移動到中間空間中。
如此,藉由一次單次夾持操作中,加工工具就可在各個方向上對固定在加工台上的工件安全地進行簡單加工。並且沒有加工工具與工具持座間的碰撞危險,也沒有主轉軸或Z軸滑動件與工具機外罩構件、工件間的碰撞危險。
因此,除了主轉軸的轉軸軸線之外,工具機還包括五個軸線,其中兩個軸線用於加工台的夾持設備繞著不同的軸之旋轉。因此,由夾持設備夾持在加工台上的工件,可在工具機的工作空間內繞著旋轉軸線旋轉、並藉由支持構件繞著轉動軸線旋轉。如此,工具機可在單次夾持操作中,安全地以最大的精度加工複曲面工件。本發明的工具機特別適合於製造流線形構件,特別是渦輪構件。
支持構件設計為L形懸臂,容許在加工台外罩和支持構件之間留出中間空間,這為夾持設備所夾持的複曲面工件留有空間,特別地使得加工台基本上位於複曲面工件內。複曲面工件至少部分設置在支持構件的U形結構和加工台外罩的中間空間。
加工台懸臂式設置在L形的支持構件的第一分段上,位於第一分段的自由端。L形的支持構件結合轉動軸線和旋轉軸線,可在工件所有面上進行簡單、快速且安全地加工。
因此,L形的支持構件的第一分段(其上設置有加工台),設計得足夠長,以在加工台外罩和L形的支持構件的第二分段之間形成中間空間,並留有足夠的空間提供給複曲面工件,以夾持到加工台的夾持設備。如此,工件可在加工台外罩和L形的支持構件的第二分段之間,藉由第一驅動裝置產生無碰撞的旋轉。
為了特別緊密和簡單的設計,第一驅動裝置較佳為直接設置於加工台中。此情況下,第一驅動裝置的驅動軸線位於加工台的旋轉軸線上。當轉動軸線處於0°位置時,旋轉軸線較佳地往垂直方向上延伸。
轉動軸線外罩較佳地是機器主體的一部分,或者較佳地位於平移台上,此平移台可在機器主體內沿一或多個線性軸線移動。
更佳地,第二驅動裝置直接設置在支持構件上,特別是設置在第二分段上,較佳為設置在轉動軸線外罩內,使支持構件可繞著轉動軸線轉動。由於加工台被設置在支持構件上,因此加工台也與支持構件一起繞著轉動軸線旋轉。
較佳地,支持構件、包含第一驅動裝置的加工台、以及包含第二驅動裝置的轉動軸線外罩,組成一通用組合,此代表這些構件可成為一預組裝單元。此外,這確保了支持構件、加工台構件、以及兩個驅動裝置之間可具有特別堅固的設計。如此,夾持在加工台的夾持設備上的構件可藉由繞著轉動軸線及旋轉軸線移動,而定位在工具機的工作空間中的任何角度方向上。
更佳地,轉動軸線被設置在加工台的加工平面中,或者其中加工平面在轉動軸線0°位置,在加工台之夾持設備的下方。因此,加工台的中心、以及加工台之夾持設備所夾持工件的中心,將總是保持在轉動軸線上,而與轉動軸線的角位置無關。
特別較佳地,旋轉軸線和轉動軸線為彼此垂直地設置。
根據本發明另一較佳實施例,加工台外罩的直徑大於支持構件的寬度。這樣可使支持構件最大程度地變窄,但仍具有足夠的穩定度。如此,可很容易地從各個方向對夾持在加工台上的工件進行加工,而不會受到支持構件的干擾。因此,很容易對待加工的工件進行各種加工步驟。
例如,可使用托盤將工件夾持到夾持設備,使其基本上位於加工平面中(即轉動軸線處於0°位置時,在加工台的夾持設備下方)。然後將包含第一驅動裝置的加工台,特別放置在複曲面工件內。加工台外罩直徑愈小愈具有優勢,但第一驅動裝置仍足以在加工過程中有力地維持複曲面工件的位置。如此,可藉由單次夾持操作,對所有側面進行簡單、安全的加工,尤其是複曲面工件的所有側面。
較佳地,內部設置有第二驅動裝置的轉動軸線外罩,被設置在平移台上。平移台可在機器主體內沿線性軸線運動,尤其是相對於Z軸滑動件。特別較佳地,組裝單元位於平移台上,組裝單元包括具有第一驅動裝置和夾持設備的加工台、L形的支持構件以及具有第二驅動裝置的轉動軸線外罩,其中平移台可在機器主體內沿線性軸線運動,尤其是第三線性軸線X。
特別較佳地,Z軸滑動件可沿第一線性軸線和第二線性軸線移動,並為垂直地設置。特別地,線性軸線還設有驅動裝置,如此可用以實現工具機的簡單設計。更佳地,工具機的機器主體基本上被設計為門式(portal)機器,並且例如是C形的,其中,組合中包括支持構件、加工台和轉動軸線外罩,設置在門形機器主體的中央,特別是在平移台上。
旋轉軸線及/或轉動軸線上的驅驅動裝置較佳地採用轉矩馬達。可使第一驅動裝置和第二驅動裝置的直徑盡可能小,使得第一驅動裝置可容易地整合到加工台中。這進一步提高了在加工台上對工件的操作性。較佳地,加工台外罩僅略大於第一驅動裝置的直徑。
較佳地,在L形的支持構件的第一分段和第二分段之間的漸變結構是弧形的。更佳地,第二分段的厚度小於第一分段的厚度。此可進一步增加第二分段與加工台之間的中間空間。
為了使第二分段和加工台之間的中間空間更大,較佳地將加工台外罩形成以在轉動軸線的方向上,突出於第一分段的自由端。如此,加工台被設置在第一分段上,並且與第二分段有最大的距離,使得加工台與第二分段之間的間隙,可藉由選擇L形的支持構件的第一分段的長度來決定。
當L形的支持構件繞著轉動軸線旋轉180°時,為了也可確保夾持在加工台上的工件的加工無碰撞,一倒角形成於第一分段的自由端,與加工台相對的一側。倒角較佳為圓錐形的,以便在複曲面工件的內邊緣、外邊緣、以及複曲面工件的底部或頂側進行無碰撞加工。
特別較佳地,支持構件的第一分段的剖面是梯形的。此條件下,設置有加工台的支持構件的頂側的寬度,係寬於相對的底側的寬度。當工件繞著轉動軸線轉動180°時,也大大地簡化了工件加工過程。
加工台外罩較佳為圓柱形。
更佳地,主轉軸的一部分和安裝在其上的工具持座(包括工具)可在轉動軸線下方沿第二線性軸線的方向移動。此代表工件也可在遠低於支持構件的轉動軸線的區域加工。如此,僅藉由一次夾持操作就可加工各樣的工件。中間空間形成了工件保持區域,工件的一部分可容納於其中。也可對工件位於中間空間中的局部進行加工。
在下文中,請參照第1圖至第8圖,將詳細描述本發明的較佳實施例的工具機1。
從第1圖可以看出,工具機1基本為門形的機器主體10。請注意,也可能為其他基本的機器形狀。
工具機1包括Z軸滑動件2,Z軸滑動件2包含主轉軸20。主轉軸20適用於容納包括加工工具21的工具持座22。加工工具21例如為銑刀(參見第5圖和第6圖)。
工具機1更包括一加工台3,加工台3具有一加工平面30,其中一夾持設備31可用於將一工件7夾持至加工台3。
關於附接至加工台3的方式,可將工件7附接至托盤33,並可使用夾持設備31將托盤33夾持到加工台3(參見第3圖和第6圖)。在轉動軸線A的0°位置,工件7基本上位於托盤33的下方,因此位於加工平面30中。如此,加工台3位於工件7內。加工平面30較佳地位於轉動軸線A上或轉動軸線A下方的0°位置。
加工台3包括一第一驅動裝置5,第一驅動裝置5在圍繞一旋轉軸線B的兩個方向上可旋轉360°,以旋轉安裝在加工台3上的夾持設備31。第一驅動裝置5完全容置在一圓柱形的外罩34中。
此外,工具機1包括設置在機器主體10的轉動軸線外罩35上的支持構件4。支持構件4可藉由第二驅動裝置6,圍繞著轉動軸線A產生相對於轉動軸線外罩35的轉動。
從第1圖、第5圖和第6圖可以看出,支持構件4是L形懸臂,包含一第一分段41和一第二分段42。加工台3和第一驅動裝置5一起設置在第一分段41的自由端(參見第1圖和第2圖)。在此,加工台3放置在L形懸臂的第一分段41上。
第5圖的側視圖中,加工台3具有外罩34(其中設置有第一驅動裝置5),且加工台3設置在第一分段41上,在第一分段41的自由端。這使得支持構件4和加工台3形成一基本為U形的單元。這使得第二分段42和加工台3的外罩34之間形成中間空間8。由此,藉由托盤33夾持在夾持設備31的複曲面工件7可被夾持,使工件7的一部分位於中間空間8中,可透過旋轉軸線B而自由旋轉。即使轉動軸線A不在0°或180°時(第8圖),安裝在主轉軸20上的加工工具21可移動進入加工平面30。此代表藉由一次夾持操作,可在複曲面工件7的所有側上進行加工。
主轉軸20的一部分和安裝有工具的工具持座,可沿第二線性軸線Z的方向,移動到轉動軸線A的下方。例如,可藉此在工件7中實現深孔加工。
由於支持構件4和加工台3也可以繞著轉動軸線A一起旋轉,可在工件7面對支持構件4的側面加工工件7,而不會有困難。在此情況下,工件7也可以繞著旋轉軸線B旋轉,以使工件7被支持構件4覆蓋的區域也可以被加工。同樣,如第8圖所示,可以在傾斜位置加工工件7。
為了確保第二分段42和外罩34之間的中間空間8為最大,在第一分段41和第二分段42之間的漸變結構呈弧形(arcuate)形狀,第二分段42設計為非常扁平。此外,將加工台定位在第一分段41上,使得加工台在轉動軸線A方向上突出第一分段41的自由端外(參見第5圖)。在此,第一分段41具有朝向中間空間8的一頂側41a和相反的一底側41b。
在第一分段41的自由端的底側41b上形成一倒角9。特別是在從轉動軸線A的0°位置開始的位置,如第5圖所示,倒角9在繞轉動軸線A轉動180°的位置(第6圖)容許工具21可對工件7進行無碰撞加工。藉由結合倒角9以及加工台3(在轉動軸線A的方向上突出到第一分段41的自由端之外),可在複曲面工件7的內側進行加工。此情況中,倒角9可以防止主轉軸20與支持構件4之間發生碰撞。
根據第7圖進一步所示,支持構件4的第一分段41的剖面是梯形的。在此,設置有加工台3的頂側41a的寬度係大於相對的底側41b的寬度。因此,支持構件4在底側41b處減薄,從而在第6圖中180°加工位置中,簡化了複曲面工件7的橫向加工。
第一驅動裝置5和第二驅動裝置6較佳地為具有高轉矩的轉矩馬達(Torque motor)。此情況中,將支持構件4和加工台3可結合第一驅動裝置5和第二驅動裝置6,以預先組裝在一起的組合來提供。
如第1圖所進一步說明的,Z軸滑動件2可在兩個方向上移動,即,彼此垂直的第一線性軸線Y和第二線性軸線Z。此外,轉動軸線外罩35設置在平移台32上,平移台32可沿第三線性軸線X移動。應注意的是,包括支持構件4的轉動軸線外罩35、加工台3、以及包括主轉軸20的Z軸滑動件2,用於其間相對運動的線性軸線也可藉由不同方式設置。例如,包括支持構件4的轉動軸線外罩35和加工台3亦可以在X、Y、Z三個方向上移動。
安裝在主轉軸20上的工具持座22可以繞轉軸軸線23旋轉。轉軸軸線23在垂直方向上對齊。主轉軸20附接至Z軸滑動件2。
從第1圖、第2圖、第3圖和第4圖可見,在工具機1的工作空間中,藉由繞著轉動軸線A旋轉,工作平面30可以旋轉到任何位置。第7圖中,從0°位置開始,在+45°至-195°的範圍內,特別是從水平面開始,示意性地顯示轉動軸線A的轉動角度。但是,應注意的是,根據工具機1的應用領域,繞著轉動軸線A的轉動角度也可有不同的提供方式。較佳地,可在一起點和一終點分別提供停止件,以限制繞著轉動軸線A的轉動運動。
因此,五軸工具機1中的加工工具21可繞轉軸軸線23產生附加的旋轉。如第3圖至第6圖所特別顯示的,工件7用托盤33夾持在夾持設備31上,並設置在加工台3上,基於本發明的L形支撐臂的支持構件4的設計,可在單次夾持操作中進行工件7的加工。第3圖和第5圖顯示用於加工的第一位置,在水平面內設置在轉動軸線A的0°位置處,工件7為具有多個周向設置的葉片的流線形構件。使用由工具持座22夾持在主轉軸20中的加工工具21,可以不受限制地例如從上方加工工件7。
第4圖和第6圖顯示了第二加工位置,其中加工台3和支持構件4藉由第二驅動裝置6,繞著轉動軸線A旋轉180°。如此,當使用由工具持座22夾持至主轉軸20中的加工工具21時,可在工件7的底側上對工件7進行加工,而無需重新夾持工件7。由於轉動軸線A較佳地位於加工平面30中,工件7相對於工具機1的工作空間中的線性軸線X、Y和Z的變化,幾乎不因轉動軸線A旋轉180°而改變。工件7位於工具機1的工作空間中,與轉動軸線位於相同位置,旋轉了180°後仍然在大約相同的位置。另外,由於加工工具21可在轉動軸線A下方平穩地移動,故可在轉動軸線A的其他轉動角度處加工工件7(第8圖)。
由於加工台3基本上位於工件7內,而L形的支持構件4為只在第二分段42的區域中樞接式安裝在轉動軸線外罩35的懸臂,可對工件7進行全方位加工。尤其是夾持設備31可藉由第一驅動裝置5在加工台3上繞著垂直於加工平面30的旋轉軸線B旋轉,使得可以輕鬆地從工件7所有的側面進行加工。藉由第二分段42和加工台3的外罩34之間的中間空間8,工件7可部分地伸入中間空間8。如此,加工平面30在複曲面工件7內。第一驅動裝置5完全容納在加工台3的外罩34中,使得支持構件4的第一分段41可非常薄且平坦。
此外,基於L形的支持構件4,轉動軸線A始終位於加工台3的加工平面30中。或者,對於轉動軸線A的0°位置,轉動軸線A位於夾持設備31下方。這些細節可見於第6圖和第7圖。
第5圖中進一步顯示,加工台3的外罩34具有直徑D1。直徑D1略大於支持構件4的寬度40(參見第4圖和第7圖)。此允許將複曲面工件7夾持在加工台3上,從而使第一驅動裝置5的驅動軸線位於複曲面工件7的中心。
基於支持構件4的L形,對於複曲面工件7,尤其在第二分段42和加工台3的外罩34之間,中間空間8中可留出足夠的空間,將複曲面工件7夾持在加工平面30中。L形的支持構件4的第一分段41及第二分段42的長度,可根據待加工的工件7的要求進行適配,以允許將工件7牢固地夾持在加工平面30中。L形的支持構件4在第一分段41和第二分段42之間有弧形漸變結構,因此可以實現單獨設立形式的加工台3。如第5圖所示,可以將複曲面工件7夾持,使加工台3基本上位於複曲面工件7內。換句話說,複曲面工件7可例如被拉到加工台3上方。
此情況下,L形的支持構件4須足夠穩定,因為除了工件7、托盤33和夾持設備31外,還需要支持用於加工台3的第一驅動裝置5。此條件下,將L形的支持構件4的寬度40選擇為小於加工台3的外罩34的直徑D1,如此可從工件7的所有側面,容易地接近工件7。應當注意,第一分段41通常長於第二分段42,較佳地至少兩倍長於第二分段42。
應當注意,L形的支持構件4以及整合了第一驅動裝置5的加工台3的外罩34,可設置為兩個獨立的元件或整合為一構件單元。L形的支持構件4還可包括一整合凸緣(Integral flange),以容易地附接到轉動軸線外罩35中的轉動軸線A的一軸上。
因此,根據本發明可提供一種工具機1,允許使用自由地支撐加工台3的支持構件4來加工工件7,並且特別是允許在單次夾持操作中進行複曲面工件7的加工,例如流線形構件,尤其是葉片環。此情況下,支持構件4和設置在支持構件4上的加工台3形成一U形單元,其中包括第二分段42和加工台3的外罩34之間的中間空間8,這樣工件7也可以夾持在加工台3上,以延伸深入到中間空間8中,在加工過程中具有上述優點。可顯著提高此類工件7的加工精度。同時,也可以減少所需加工時間。
1:工具機 2:Z軸滑動件 3:加工台 4:支持構件 5:第一驅動裝置 6:第二驅動裝置 7:工件 8:中間空間 9:倒角 10:機器主體 20:主轉軸 21:加工工具 22:工具持座 23:轉軸軸線 30:加工平面 31:夾持設備 32:平移台 33:托盤 34:外罩 35:轉動軸線外罩 40:寬度 41:第一分段 41a:頂側 41b:底側 42:第二分段 A:轉動軸線 B:旋轉軸線 D1:直徑 Y:第一線性軸線 Z:第二線性軸線 X:第三線性軸線
在下文中,請參考附圖,詳細描述本發明的較佳實施例。 第1圖是根據本發明的較佳實施例,工具機處於第一位置的示意性立體圖。 第2圖是第1圖的工具機位於轉動軸線旋轉180°的第二位置的示意性立體圖。 第3圖是第1圖的工具機位於第一位置的示意性立體圖,其中工件夾持在工具機中。 第4圖是第2圖的工具機位於第二位置的示意性立體圖,其中工件夾持在工具機中。 第5圖是第1圖的工具機位於第一位置的示意性局部剖面側視圖,其中工件被夾持在工具機中。 第6圖是第2圖的工具機位於第二位置的示意性立體圖,其中工件被夾持在工具機中。 第7圖是第1圖的工具機位於第一位置的示意性前視圖,其中無設置工件。 第8圖是位於第三位置的工具機的示意性前視圖。
1:工具機
2:Z軸滑動件
3:加工台
4:支持構件
5:第一驅動裝置
6:第二驅動裝置
8:中間空間
10:機器主體
20:主轉軸
22:工具持座
23:轉軸軸線
30:加工平面
31:夾持設備
32:平移台
34:外罩
35:轉動軸線外罩
41:第一分段
42:第二分段
A:轉動軸線
B:旋轉軸線
Y:第一線性軸線
Z:第二線性軸線
X:第三線性軸線

Claims (15)

  1. 一種工具機,包括:一Z軸滑動件(2),包含一主轉軸(20),以供一加工工具(21)圍繞一轉軸軸線(23)旋轉;一機器主體(10),該Z軸滑動件(2)設置於該機器主體(10)上;一加工台(3),具有一加工平面(30)、用於夾持一工件(7)的一夾持設備(31)、以及設置在一外罩(34)中的一第一驅動裝置(5),該第一驅動裝置用於繞著一旋轉軸線(B)旋轉該加工台(3)的該夾持設備(31);一支持構件(4),設置在一轉動軸線外罩(35)上,上面設置該加工台(3),其中該支持構件(4)是一懸臂,該懸臂一端為鉸接連接,且基本上形成為L形;一三軸線性運動系統,具有一第一線性軸線(Y),一第二線性軸線(Z)和一第三線性軸線(X),以容許包含該主轉軸(20)的該Z軸滑動件(2)以及該加工台(3)之間的相對運動;一第二驅動裝置(6),用於使該支持構件(4)和該加工台(3)繞一轉動軸線(A)轉動;其中,該支持構件(4)包括一第一分段(41)和一第二分段(42),並該加工台(3)與該外罩(34)設置在該第一分段(41)的一自由端上,使得該支持構件(4)和該外罩(34)基本上形成一U形單元,在該第二分段(42)和該外罩(34)之間留出一中間空間(8),該中間空間設置為一工件接收空間,以容置該工件(7)的一部分。
  2. 如請求項1之工具機,其中該第一驅動裝置(5)設置在該加工台(3)中,使得該第一驅動裝置(5)的一驅動軸線與該加工台(3)的該旋轉軸線(B)重合。
  3. 如前述請求項中任一項之工具機,其中該支持構件(4)、該加工台(3)、該轉動軸線外罩(35)、該第一驅動裝置(5)和該第二驅動裝置(6)形成一組合單元。
  4. 如請求項1或2之工具機,其中該支持構件(4)的該轉動軸線(A)位於該加工台(3)的該加工平面(30)中,或者其中當該轉動軸線(A)處於一0°位置時,該加工平面(30)位於該轉動軸線(A)下方。
  5. 如請求項1或2之工具機,其中該轉動軸線(A)垂直於該旋轉軸線(B)。
  6. 如請求項1或2之工具機,其中該加工台(3)的該外罩(34)的一直徑(D1)大於該支持構件(4)的一寬度(40)。
  7. 如請求項1或2之工具機,其中該Z軸滑動件(2)可與該主轉軸(20)沿該第一線性軸線Y及該第二線性軸線Z移動,及/或其中該Z軸滑動件(2)定向於一垂直方向。
  8. 如請求項1或2之工具機,其中可以使用一托盤(33)將該工件(7)夾持到該夾持設備(31),並且其中,在該轉動軸線(A)的該0°位置,該工件(7)基本上位於該托盤(33)下方。
  9. 如請求項1或2之工具機,其中該轉動軸線外罩(35)設置在可沿該第三線性軸線X移動的一平移台(32)上。
  10. 如請求項1或2之工具機,其中該第一分段(41)和該第二分段(42)之間的一漸變結構是弧形的。
  11. 如請求項1或2之工具機,其中該加工台(3)的該外罩(34)在該轉動軸線(A)之方向上突出於該第一分段(41)的該自由端。
  12. 如請求項1或2之工具機,其中在該第一分段(41)的該自由端處,與該加工台(3)相對的一側上形成一倒角(9)。
  13. 如請求項1或2之工具機,其中該支持構件(4)的第一分段(41)的剖面形成為梯形,使得設置有該加工台(3)的一頂側(41a)的一寬度係大於相對的一底側(41b)的一寬度。
  14. 如請求項1或2之工具機,其中該加工台(3)的該外罩(34)為圓柱形。
  15. 如請求項1或2之工具機,其中該主轉軸(20)的一部分和安裝在其上的一工具持座(22)以及該加工工具(21),可在該轉動軸線(A)下方沿該第二線性軸線(Z)的方向產生移動。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3435982C2 (de) * 1984-10-01 1994-01-27 Roemheld A Gmbh & Co Kg Montageständer
DE10259215A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-15 Mfs Maschinenfabrik Gmbh Werkzeugmaschine mit Direktantrieb
US20070251071A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Mori Seiki Co., Ltd. Machine Tool
TWM358029U (en) * 2009-01-13 2009-06-01 Jiuh Yeh Prec Machinery Co Ltd Air pressure weighing structure of horizontal cutting machine center
CN106392667A (zh) * 2016-11-22 2017-02-15 三星智能科技盐城有限公司 一种五轴复合加工中心

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004160584A (ja) 2002-11-12 2004-06-10 Mori Seiki Co Ltd 多軸加工工作機械及びテーブルユニット着脱用治具
KR200342916Y1 (ko) * 2003-12-01 2004-02-19 양균의 가공과 측정이 병행 가능한 임펠러용 지그
JP4590244B2 (ja) 2004-10-15 2010-12-01 株式会社三共製作所 回転テーブル装置
CN202411943U (zh) * 2011-12-28 2012-09-05 一重集团大连设计研究院有限公司 一种翻桨装置
CN204935104U (zh) * 2015-08-18 2016-01-06 北京精雕科技集团有限公司 一种带有悬臂转台的龙门式五轴联动数控机床
CN105773289B (zh) * 2016-05-27 2017-11-14 东莞市皓晟实业有限公司 五轴联动数控加工中心
CN206123197U (zh) * 2016-09-13 2017-04-26 华中科技大学 一种用于螺旋桨缩比件翻面加工的组合夹具
CN207681987U (zh) * 2018-01-03 2018-08-03 成都航空职业技术学院 一种五轴叶轮加工用夹具
CN208913706U (zh) * 2018-09-19 2019-05-31 淄博海纳百川机械有限公司 一种五轴加工中心
CN208772475U (zh) * 2018-09-19 2019-04-23 淄博海纳百川机械有限公司 一种加工中心的电主轴及加工中心

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3435982C2 (de) * 1984-10-01 1994-01-27 Roemheld A Gmbh & Co Kg Montageständer
DE10259215A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-15 Mfs Maschinenfabrik Gmbh Werkzeugmaschine mit Direktantrieb
US20070251071A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Mori Seiki Co., Ltd. Machine Tool
TWM358029U (en) * 2009-01-13 2009-06-01 Jiuh Yeh Prec Machinery Co Ltd Air pressure weighing structure of horizontal cutting machine center
CN106392667A (zh) * 2016-11-22 2017-02-15 三星智能科技盐城有限公司 一种五轴复合加工中心

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